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[IEE. Image enhaced endoscopy. 영상증강내시경] - End of Document

Image enhanced endoscopy는 광학적으로 혹은 전자적으로 일정 파장만 이용하여 같은 병소를 다른 색조로 관찰하는 기술입니다. 말하자면 색안경이지요. 어떤 질병은 색안경을 끼고 보면 더 잘 보입니다.

Image-enhanced endoscopy (IEE)
Conventional chromoendoscopyVirtual chromoendoscopy
Dye-basedEquipment-based
Contrast: indigocarmine
Absorptive: crystal violet
Optical: NBI (Olympus)
Electronic: FICE, i-scan (Pentax)
Others: BLI, LCI (Fujifilm)
Pit patternCapillary pattern

색소내시경을 이용한 Kudo 분류는 pit pattern을 보는 것이고, NBI 등을 이용한 Sano 분류는 capillary pattern을 보는 것입니다. Hiroshima, NICE, JNET은 capillary pattern을 주로 보면서 surface pattern을 조금 참조하는 방법입니다.

Pit는 intestinal gland의 opening입니다. Indigocarmine을 분무하면 dye가 pit에 고이므로 pit가 검게 보입니다. Crystal violet 염색을 하면 pit 주변 상피세포의 핵이 염색되므로 pit 자체는 하얗게 보입니다.


Olympus, Fujinon, Pentax의 내시경 사진은 틀이 다릅니다. 8각형은 Olympus, 위 아래가 잘린 원은 Fujinon, 상하좌우가 잘린 원은 Pentax입니다.


1. NBI (narrow band imaging) by Olympus

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Olympus의 NBI는 주로 두 파장을 이용합니다. 415 nm는 표면과 가까운 capillary에 의하여 흡수되는 파장이고, 541 nm는 좀 더 깊은 submucosal vessel에 흡수되는 파장입니다. 즉 아주 가는 혈관들이 검게 보인다는 특징을 가지고 있습니다. NBI를 켠 상태에서 확대내시경으로 보면 미세 구조를 아주 잘 관찰할 수 있습니다. Olympus 내시경 사진은 사각형의 귀퉁이를 약간 접은 듯한 8각형 모양입니다. 8각형 테두리의 내시경 사진이 brown color로 보이면 Olympus NBI입니다.

확대내시경이 아닌 일반내시경에서 NBI가 유용성이 있는지는 다소 불명확합니다. 대장의 경우 Sano capillary pattern classification은 확대내시경을 전제로 적용한 것인 반면, NICE 분류는 확대내시경이 아닌 일반 내시경을 전제로 만들어진 방법입니다.

NICE 분류. Capillary pattern을 주로 보면서 색조나 surface pattern을 관찰하는 방법입니다. NICE II는 Sano II-IIIA와 비슷하고 NICE III는 Sano IIIB와 비슷합니다.

그러나 실제로 확대내시경이 아닌 일반내시경으로 NBI 영상을 관찰해보면 추가적으로 얻을 수 있는 정보는 거의 없거나 아주 제한적입니다. 대장에서는 그나마 아주 약간 도움이 되는데 위에서는 거의 도움되지 않는 것 같습니다.

추가적인 정보를 얻을 수 있습니까?

일반내시경도 아니고 확대내시경도 아닌 290HQ 내시경의 Near focus에서 NBI가 유용한지에 대한 좋은 연구 결과를 보지 못했습니다. Near focus는 확대내시경보다는 못하지만 일반내시경보다는 도움되는 것 같다는 것이 제 느낌입니다.

요컨데 발견을 위해서는 white light endoscopy가 유용하고 NBI와 같은 IEE는 characterization을 위해 사용하는 것인데 그 유용성은 확대내시경에서 최대입니다.


[2018-1-12. 변정식]

First generation NBI의 adenoma detection rate는 white light endoscopy와 차이가 없었습니다. 아마도 영상이 어둡기 때문일 것으로 생각합니다. New version NBI는 double exposure of blue light로 인하여 영상이 밝아졌고, 그 성적이 다소 향상된 것 같습니다 (Horimatsu T. Int J Colorectal 2015). 그러나 이 연구는 NBI 군에서 withdrawal time이 길었기 때문에 bias 가능성이 있습니다.


2. FICE by Fujinon

FICE (Fuji Intelligent Color Enhancement)는 septral endoscopy입니다. 사진 이미지를 spectrum으로 나눈 후 몇 개는 버리고 몇 개만 남겨서 새로운 image를 만드는 것입니다. 실제 filter는 없는데 filter를 사용하는 것과 비슷한 효과를 노리는 것입니다. 따라서 spectrum 선택을 자유롭게 할 수 있습니다. 10개 정도 정해 놓고 이것 저것 사용하는 분이 많습니다.

Fujinon 내시경 사진은 위 아래가 짤린 원입니다. 위 아래가 짤린 원형 내시경 사진이 평소와 다른 색깔로 보이면 Fujinon FICE입니다.


3. LCI (linked color imaging), BLI (blue lase imaging) by Fujifilm

LCI mode에서 'red in purple' 소견을 통해 병소를 발견하고 BLI-magnification으로 characterization 하는 순서로 검사합니다. Yamamoto 선생님은 WLE를 사용하지 않고 처음부터 LCI mode로 검사한다고 합니다.


[LCI]

LCI mode는 color processing을 통하여 color contrast를 증가시키는 방식입니다. 자연스러운 색상을 유도하면서 붉은 색은 더 붉게, 노란 색은 더 노랗게 보이게 만듭니다.

염증은 purple로, 종양은 red로 보입니다 ("red in purple").


[BLI]

BLI mode는 기존의 blue wave에 추가된 협대역 단파장의 blue-violet이 표면에 가까운 작은 혈관에 흡수되어 표면의 contrast가 강조되는 원리입니다. Olympus 사의 NBI와 유사한 색상이 됩니다. BLI는 단독으로도 유용하지만 magnification을 해야 그 장점이 명확해집니다. (참고: BLI의 원리 - PDF)

BLI는 white light endoscopy의 image를 spectrum으로 나누어 재구성하여 보여주던 FICE와는 달리 white light에 협대역단파장(blue-violet)을 추가하여 영상정보 손상이 없이 그대로 보여주는 방식입니니다. Fujifilm사에서도 FICE는 더 이상 홍보하지 않고 BLI로 옮겨간 인상입니다.

Integrated light source를 보면 R, G, B 이외에 제4의 광원(협대역 단파장, blue-violet)이 추가되어 있음을 알 수 있습니다.

협대역 단파장인 blue-violet만 추가된 것이 BLI이고, blue-violet도 더하고 blue wave도 양을 늘린 것이 BLI-bright입니다.

협대역 단파장 blue-violet 아주 표면에 가까운 혈관에 흡수됩니다.

BLI는 magnification을 하였을 때 가장 효과적입니다. (A). White-light mode. Protruding tumor measuring 18 mm shows an irregular surface in a plain image. (B) BLI mode. Magnified view shows an irregular vascular pattern and an avascular area can be seen partially. Surface pattern also shows irregularity. These finding definitely indicates substantially invasive cancer. (Therap Adv Gastroenterol. 2016)

* 참고: Linked Color Imaging and Blue Laser Imaging for Upper Gastrointestinal Screening a href="https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30384402/">Clin Endosc 2018

* 참고: The role of linked color imaging in endoscopic diagnosis of Helicobacter pylori associated gastritis Scand J Gastroenterol 2020


[2018-8-26 내시경세미나 런천, Jichi 대학 Hiroyuki Osawa 선생님 강의]

조기위암은 green background (=intestinal metaplasia)에 둘러쌓인 brown area로 관찰됩니다.

Helicobacter는 살구색(apricot)으로 관찰됩니다.


4. i-Scan by Pentax

i-SCAN은 contrast enhancement, surface enhancement, tone enhancement를 적절히 조합하여 image를 만든다고 합니다. 기술적인 detail을 이해하기는 어렵습니다만, 일부는 software적 방법이고 일부(optical enhancement)는 filter를 사용한 hardware적인 방법인 것 같습니다 (회사 자료). 여하튼 세개의 mode가 있습니다.


[FAQ]

[2020-8-16. 내시경학회 세미나]

2020년 8월 16일 내시경학회세미나가 hybrid 방식으로 진행되었습니다. 저는 미리 녹화한 VOD로 Pentax사 IMAGINA 내시경을 소개했습니다 (YouTube 강의 동영상).

2020-8-16. 일산킨택스 Off-line 세미나 현장 사진

2020-8-16. 내시경세미나. On-line으로 접속한 화면

Q and A는 Zoom을 이용한 화상회의 형식이었습니다. 행사는 일산 킨택스에서 진행되었고 저는 일원동 교수연구실에서 답했는데요... Image-enhanced endoscopy (IEE)가 암진단율 향상에 도움이 되는지 질문이 있어서 다음과 같이 답하였습니다.

"IEE는 white light endoscopy로 발견된 병소의 자세한 평가를 목적으로 개발되었습니다. 일단 암 의심병소가 발견되면 IEE로 보다 자세히 characterization을 할 수 있습니다. 그러나 white light endoscopy 대신 IEE를 써서 암발견율이 높아지는지는 명확하지 않습니다. NBI나 i-scan이 식도에서 squamous cancer/dysplasia 발견에 도움이 된다는 근거는 있으나, 위에서 암진단율 증가를 가져온다고 이야기하기는 어렵습니다. 내시경을 하시는 여러 선생님들께서는 white light endoscopy에 집중하는 것이 좋을 것 같습니다."

IEE는 색소내시경을 대체하는 목적으로 개발된 것입니다. White light endoscopy에서 암이나 선종이 발견되면 indigo carmine을 분무하고 관찰합니다. 물론 상당히 도움이 됩니다. 그렇다면 white light endoscopy에서 특별한 이상이 없었던 경우 indigo carmine을 분무하면 어떨까요? Indigo carmine이 암 진단율 향상에 도움이 된다면 IEE도 그럴 가능성이 높을 것입니다. Indigo carmine이 암 진단율 향상에 도움되지 않는다면 IEE도 그렇지 않을 가능성이 높을 것입니다.

일본의 몇몇 내시경실에서는 상부위장관 내시경 도중 routine으로 indigo carmine을 뿌린다고 합니다. 그러나 routine chromoendoscopy가 도움이 된다는 증거는 거의 없습니다. 오래 전 제가 하부위장관과 상부위장관에 대하여 각각 연구한 바 있습니다. 하부 위장관에서는 그나마 tiny adenoma가 몇 개 발견되었습니다. 그러나 상부위장관에서는 전혀 도움되지 않는다는 결과를 얻었습니다.

아직까지는 white light endoscopy로 자세히 보는 것이 최선이라고 생각합니다. 나무보다 숲을 보는 것이 중요하기 때문일 것입니다.

Am J Gastroenterol 2003

대한소화기내시경학회지 2005

그렇습니다. 신기술은 꼭 필요한 경우가 있는 것입니다. 평소에는 보통 기술로 족합니다. White light endoscopy로 천천히 오래 보면 암 발견에 문제가 없습니다. 빨리 대충보는 것이 문제이지 white light endoscopy가 문제는 아닙니다. 오래 자세히 보면 진단율이 올라가는 것이지 신기술을 썼다고 진단율이 올라가는 것은 아닙니다. 적어도 2020년 현재까지는 그렇습니다.

[2021-6-18] 임상강사 선생님과 함께 IEE에 대한 토론을 하였습니다.


[References]

1) EndoTODAY 확대내시경

2) 2021-9-4. 전남대 명대성 교수님 강의. IEE and SSL



© 일원내시경교실 바른내시경연구소 이준행. EndoTODAY Endoscopy Learning Center. Lee Jun Haeng.